KR20120092581A - Advanced laser wavelength control - Google Patents
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Abstract
프리즘의 동작 특성의 모델을 사용하여 광 컨트롤 프리즘의 다음 위치를 주기적으로 예측함으로써 레이저 광 파장 컨트롤이 제공된다. 예측값은 레이저 출력, 파장의 측정값이 획득되면 갱신된다. 그러나, 이러한 예측이 측정을 기다리지 않고 이루어지기 때문에, 레이저 방전 반복 속도 보다 더 빈번하게 예측이 이루어질 수 있고, 프리즘은 레이저 방전 이벤트보다 더 빈번하게 발생할 수 있는 시간의 불연속 포인트에서 재위치조절될 수 있다. 이는 또한 레이저 측정 뒤에 하나의 펄스가 있음으로 인해 발생될 수 있는 성능 저하를 줄일 수 있고, 결과적인 레이저 컨트롤 신호가 적용된다. Laser light wavelength control is provided by periodically predicting the next position of the light control prism using a model of the prism's operating characteristics. The predicted value is updated when the measured values of laser power and wavelength are obtained. However, since this prediction is made without waiting for the measurement, the prediction can be made more frequently than the laser discharge repetition rate, and the prism can be repositioned at discrete points in time that can occur more frequently than the laser discharge event. . This also reduces the performance degradation that can be caused by the presence of one pulse after the laser measurement, and the resulting laser control signal is applied.
Description
본 발명은 레이저 광 컨트롤 분야에 속하며, 더욱 상세하게는 반도체 리소그래피 공정에 사용될 수 있는 레이저 광원의 파장을 컨트롤하는 분야에 속한다. The present invention belongs to the field of laser light control, and more particularly to the field of controlling the wavelength of a laser light source that can be used in semiconductor lithography processes.
포토 리소그래피는 반도체 산업 공정에서 널리 사용된다. 현재의 포토 리소그래피는 전형적으로 실리콘 웨이퍼 상에 광-감응형 재료를 노출시키는 마스크를 조명하는 매우 좁은 대역의 광 펄스를 제공하기 위해 레이저 광원을 사용한다. 그러나, 반도체 디바이스 파라미터의 진보는 사용되는 레이저 광원의 성능 특성에 대한 의존도를 증가시킨다. 정밀도 및 동작 속도의 향상이 점점 더 요구되고 있다.Photolithography is widely used in the semiconductor industrial process. Current photolithography typically uses a laser light source to provide a very narrow band of light pulses that illuminate a mask that exposes a photo-sensitive material on a silicon wafer. However, advances in semiconductor device parameters increase the dependence on the performance characteristics of the laser light source used. Increasing precision and speed of operation are increasingly required.
이제 도 1을 참조하면, 현재의 포토리소그래피 공정에서 사용될 수 있는 레이저 시스템(100)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 레이저 시스템(100)의 광원은 마스터 오실레이터(MO)(120)이다. Referring now to FIG. 1, shown is a block diagram of a
주지된 바와 같이, MO 챔버(120)가 방전(fire)할 때, 결과적인 광은 광이 프리즘(실제로 수개의 프리즘)을 통해 LNM(110) 내의 격자 상에서 빛나는 라인 내로우잉 모듈(LNM)(110)로 들어간다. 이는 LNM(110) 내의 프리즘의 위치를 변경하는 것이 레이저 광의 파장을 변경시킨다는 점에서 광 파장 선택기로서 역할한다. 이러한 변경된 파장의 레이저 광은 MO 챔버(120)를 통해 출력 커플러(OC)(130)로, 그리고, 예컨대, 반도체 웨이퍼를 취급하고 노출시키는 책임이 있는 (도시되지 않은) 스테퍼-스캐너 디바이스로 다시 진행한다. As noted, when the
출력 커플러(130)는 또한 MO 챔버(120)로부터의 레이저 광 출력을 라인-센터 분석 모듈(LAM)(170)로 전달한다. LAM(170)은 MO 챔버(120)로부터의 광 출력의 파장을 측정하는 파장 샘플러이다. 레이저 광 출력 측정값은 LAM(170)으로부터 컨트롤 컴퓨터(160)로 전달된다.
컨트롤 컴퓨터(160)는 후속 레이저 방전 이벤트 동안 원하는 레이저 광 출력 파장을 달성하기 위해 LNM(110) 내의 프리즘을 재위치조절하게 하기 위해 어떠한 변경이 필요한지 판정하기 위해 광 출력 측정값을 사용한다. LNM(110) 내의 프리즘의 위치는 LNM(110) 내의 프리즘에 연결된 압전 트랜스듀서(PZT)(140)에 인가된 전압에 의해 컨트롤된다. 그러므로, 컨트롤 컴퓨터(160)는 새로운 바람직한 프리즘 위치를 달성하기 위해 PZT(140)에 어떠한 전압이 인가되어야 하는지 판정한다.The
컨트롤 컴퓨터(160)는 LNM(110) 내의 프리즘에 이루어져야 할 바람직한 전압 변화를 나타내는 디지털 신호를 PZT 구동 전자기기(150)로 출력한다. PZT 구동 전자기기는 컨트롤 컴퓨터(160)의 디지털 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 디지털-투-아날로그 컨버터(DAC), 및 고주파수의 전기 잡음을 감소시키고, 아날로그 DAC 전압 신호를 증폭시키는 아날로그 저대역통과 필터를 포함한다. 이러한 아날로그 전압 신호는 그 다음 PZT 구동 전자기기(150)로부터 후속 레이저 방전 이벤트에서 MO 챔버(120)로부터 출력 커플러를 통과한 광 출력의 파장의 변화를 일으키는 LNM(110) 내의 프리즘을 재위치조절하는 PZT(140)로 전달된다. The
이러한 프로세스는 스테퍼-스캐너가 특정한 펄스 속도, 시작 시간, 및 파장에서 레이저 시스템으로부터 추가적인 광 펄스의 시퀀스 또는 버스트(burst)를 요청할 때 계속된다. This process continues when the stepper-scanner requests an additional sequence or burst of light pulses from the laser system at a particular pulse rate, start time, and wavelength.
포토리소그래피 공정이 수년에 걸쳐 발전해오면서 다양한 도전과제가 발생하였다. 예를 들어, 반도체 피쳐 사이즈의 감소는 바람직한 초점을 유지하기 위해 레이저 광원의 바람직한 파장의 감소를 일으켰다. 파장을 줄이는 것은 출력 레이저 광에 훨씬 더 높은 정밀도를 요구한다. As the photolithography process has evolved over the years, various challenges have arisen. For example, a reduction in semiconductor feature size has resulted in a reduction in the desired wavelength of the laser light source to maintain the desired focus. Reducing the wavelength requires much higher precision for the output laser light.
다른 도전과제는 167 내지 600 마이크로초로 변하는 펄스 기간에 의해 발생된다. 높은 펄스 반복율에서, LAM(170)이 측정값을 획득하고, 컨트롤 컴퓨터(160)가 LNM(110) 내의 프리즘에 대한 새로운 전압 값을 계산하고 그 값을 PZT 구동 전자기기(150)로 전달하고, PZT 구동 전자기기(150)가 새로운 전압 값을 아날로그 변환하고 필터링하여 PZT(140)로 전달하고, PZT(140)가 후속 레이저 광 펄스가 발생하기 전에 MO 챔버(120)로부터의 광 파장을 변경하기 위해 프리즘 위치를 변경하기 위해 매우 작은 시간이 사용가능하다. Another challenge is generated by pulse periods that vary from 167 to 600 microseconds. At a high pulse repetition rate, the
이제 도 2를 참조하면, 상기 시퀀스의 타이밍 다이어그램이 도시되어 있다. 하나의 버스트로의 이러한 펄스의 시퀀스로부터 2개의 레이저 방전 이벤트가 도시되어 있고, 제1 방전 이벤트는 시간 t0에서 발생하고, 제2 방전 이벤트는 시간 t3에서 발생하는 것으로 표시되어 있다. 시간 t0에서의 제1 레이저 방전 이벤트 후, 결과적인 출력 파장은 LAM(170)에 의해 측정된다(다시 도1 참조). 출력 파장을 측정하고 그것을 컨트롤 컴퓨터(160)에 제공하기 위한 LAM(170) 프로세싱의 지연은 시간 t0에서 시간 t1까지 LAM 지연으로 도면에 도시되어 있다. 그 다음 새로운 컨트롤 신호가 LNM(110) 내의 프리즘에 인가되는 시간이 시간 t2로 도시되어 있다. 시간 t1과 t2 사이의 지연은 새로운 전압을 계산하고, 그 새로운 전압이 t3에서의 레이저 방전 전까지 프리즘을 재위치조절하기 위해 PZT 구동 전자기기(150)를 통해 PZT(140)로 진행되는데 컨트롤 컴퓨터(160)에 의해 걸리는 시간이다. Referring now to FIG. 2, shown is a timing diagram of the sequence. Two laser discharge events are shown from this sequence of pulses in one burst, the first discharge event occurring at time t 0 and the second discharge event occurring at time t 3 . After the first laser discharge event at time t 0 , the resulting output wavelength is measured by LAM 170 (see FIG. 1 again). The delay of
LAM(170) 측정 지연은 그것이 LAM(170) 프로세싱 시간 및 LAM(170)에서 컨트롤 컴퓨터(160)로의 전송 시간에 의존한다는 점에서 매우 고정적이다. 그러나, 레이저 방전 속도(t0와 t2 사이의 시간)는 스테퍼-스캐너에 의해 결정된다. 결국, 더 빠른 레이저 방전 속도로 인해, LAM(170) 측정 지연은 잠재적으로 후속 레이저 방전 이벤트가 새로인 컨트롤 신호가 인가되기 전에 발생하도록 충분히 길 수 있다. 만약 그것이 발생하였다면, 새로운 컨트롤 신호가 가장 최근의 레이저 방전 이벤트 상에서가 아니라 더 이전의(즉, 한 펄스 뒤일 수 있는) 레이저 방전 이벤트로부터의 측정값을 기초로 하기 때문에 성능 저하가 일어날 수 있다. 그러므로, 더 높은 레이저 방전 속도로 동작할 수 있는 향상된 레이저 컨트롤이 요구된다. The LAM 170 measurement delay is very fixed in that it depends on the
레이저 컨트롤에 대한 주지된 접근법이 가진 다른 문제는 LNM(110) 내의 프리즘을 위치조절하는 방법을 정밀하게 판단하는 것을 더 어렵게 하는 레이저 시스템(110) 내의 다양한 디스터번스(disturbances)이다. 그러므로, 레이저 시스템에서 발생하는 다양한 디스터번스를 다룰 수 있는 향상된 레이저 컨트롤이 추가적으로 요구된다. Another problem with the known approach to laser control is the various disturbances in the
프리즘을 재위치조절하기 전에 레이저 광 측정값을 수신하는 것에 의존하지 않고 레이저의 파장을 제어하는 개선된 시스템 및 방법이 다수의 특정한 실시예를 참조하여 본 명세서에 도시되고 서술된다. Improved systems and methods for controlling the wavelength of a laser without relying on receiving laser light measurements prior to repositioning the prism are shown and described herein with reference to a number of specific embodiments.
하나의 실시예로서, 레이저 파장 컨트롤 방법이 개시된다. 본 방법은 레이저 시스템 내에서 프리즘의 위치를 제1 불연속적 인터벌에서 예측하는 단계, 및 레이저 시스템 내의 마스터 오실레이터 챔버의 출력 파장의 측정값을 제1 레귤러 인터벌보다 더 긴 제2 레귤러 인터벌로 수신하는 단계, 각각의 제1 불연속 인터벌 동안, 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면 프리즘의 예측된 위치를 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하고, 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면 출력 파장 측정값을 사용하여 프리즘의 예측된 위치를 갱신하고, 프리즘의 갱신된 예측된 위치를 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하고, 계산된 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터로부터 프리즘을 위치조절하는 전자기기로 출력하는 단계를 포함한다. As one embodiment, a laser wavelength control method is disclosed. The method includes predicting the position of the prism in the laser system at a first discrete interval, and receiving a measurement of the output wavelength of the master oscillator chamber in the laser system at a second regular interval longer than the first regular interval. For each first discrete interval, if the output wavelength measurement was not received during the first discrete interval, the control computer calculates the control voltage for the prism at the control computer using the predicted position of the prism, and the output wavelength measured value is determined as the first discrete interval. If received during an interval, the output wavelength measurement is used to update the predicted position of the prism, and the control voltage for the prism is calculated at the control computer using the updated predicted position of the prism, and the calculated control voltage from the control computer. Outputting the prism to an electronic device for positioning the prism; The.
다른 실시예로서, 레이저 파장 컨트롤 방법이 제공된다. 본 방법은 레이저 시스템 내에서 프리즘의 위치를 제1 불연속 인터벌에서 예측하는 단계, 레이저 시스템 내의 마스터 오실레이터 챔버의 출력 파장의 측정값을 제1 레귤러 인터벌보다 더 긴 제2 불연속 인터벌로 수신하는 단계를 포함하고, 제1 불연속 인터벌 동안 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면 프리즘의 예측된 위치를 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계, 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면, 레이저가 출력 파장 측정값을 수신한 이후 다시 방전하였다면, 출력 파장 측정값을 사용하여 이전 프리즘 위치 예측값을 갱신하는 단계, 갱신된 이전 프리즘 위치 예측값을 기초로 새로운 프리즘 위치 예측값을 만드는 단계, 및 새로운 프리즘 위치 예측값을 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계, 그리고 레이저가 출력 파장 측정값을 수신한 이후 다시 방전하지 않았다면, 출력 파장 측정값을 사용하여 프리즘의 예측된 위치를 갱신하는 단계 및 갱신된 프리즘 위치 예측값을 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계, 및 계산된 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터로부터 프리즘을 위치조절하기 위한 전자기기로 출력하는 단계를 포함한다. In another embodiment, a laser wavelength control method is provided. The method includes predicting the position of the prism in the laser system at a first discrete interval, and receiving a measurement of the output wavelength of the master oscillator chamber in the laser system at a second discrete interval longer than the first regular interval. And if the output wavelength measurement was not received during the first discontinuous interval, the control computer computes the control voltage for the prism using the predicted position of the prism, the output wavelength measurement being the first discontinuous interval. If so, if the laser discharged again after receiving the output wavelength measurement, updating the previous prism position prediction using the output wavelength measurement, and creating a new prism position prediction based on the updated previous prism position prediction. , And new prism position estimates Calculating the control voltage for the prism at the control computer, and if the laser did not discharge again after receiving the output wavelength measurement, using the output wavelength measurement to update the predicted position of the prism and the updated prism position Calculating the control voltage for the prism at the control computer using the predicted value, and outputting the calculated control voltage from the control computer to the electronics for positioning the prism.
또 다른 실시예로서, 프리즘 컨트롤 방법이 제공된다. 본 방법은 프리즘 동작 모델을 사용하여 프리즘의 위치를 제1 불연속 인터벌로 예측하는 단계, 프리즘에 의해 컨트롤 되는 마스터 오실레이터 챔버의 출력 파장의 측정값을 제1 레귤러 인터벌보다 긴 제2 불연속 인터벌로 수신하는 단계, 각각의 제1 불연속 인터벌 동안 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면 프리즘의 예측된 위치를 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 계산하는 단계, 출력 파장 측정값이 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면, 출력 파장 측정값을 사용하여 프리즘의 예측된 위치를 갱신하는 단계 및 프리즘의 갱신된 예측된 위치를 사용하여 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 계산하는 단계, 계산된 컨트롤 전압을 프리즘을 위치조절하기 위한 전자기기로 출력하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a prism control method is provided. The method predicts the position of the prism at a first discrete interval using a prism motion model, and receives a measurement of the output wavelength of the master oscillator chamber controlled by the prism at a second discrete interval longer than the first regular interval. Calculating an control voltage for the prism using the predicted position of the prism if the output wavelength measurement was not received during the first discontinuous interval during each first discontinuous interval, the output wavelength measurement during the first discontinuous interval If received, updating the predicted position of the prism using the output wavelength measurement and calculating the control voltage for the prism using the updated predicted position of the prism, positioning the prism with the calculated control voltage. Outputting to an electronic device.
다양한 실시예들이 아래의 상세한 설명과 첨부된 도면에 개시된다.
도 1은 하나의 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 레이저 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2는 종래기술의 이벤트 시퀀스를 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 이벤트 시퀀스를 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 4는 본 방법의 하나의 실시예의 플로우차트이다.
도 5는 하나의 실시예에 따른 순차적 전압 갱신 이벤트 전에 레이저가 다시 방전할 것인지의 판정을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 6은 하나의 실시예에 따른 순차적 전압 갱신 이벤트에 대하여 예측하는 것을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 7은 하나의 실시예에 따른 다음 레이저 방전에 대하여 예측하는 것을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 8은 하나의 실시예에 따른 새로운 레이저 광 측정값으로 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 갱신하는 것을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 하나의 실시예에 따른 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값을 갱신하고, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 갱신된 예측값을 기초로 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 새로운 예측값을 만드는 것을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.Various embodiments are disclosed in the detailed description below and in the accompanying drawings.
1 is a block diagram of an exemplary laser system that may be used in one embodiment.
2 is a timing diagram illustrating a prior art event sequence.
3 is a timing diagram illustrating an event sequence according to one example embodiment.
4 is a flowchart of one embodiment of the method.
5 is a timing diagram illustrating a determination of whether the laser will discharge again before a sequential voltage update event, according to one embodiment.
6 is a timing diagram illustrating prediction for a sequential voltage update event, according to one embodiment.
7 is a timing diagram illustrating prediction for the next laser discharge in accordance with one embodiment.
8 is a timing diagram illustrating updating a predicted value for a next voltage update event with a new laser light measurement, according to one embodiment.
9 is a timing diagram illustrating updating a predicted value for a previous laser discharge event and creating a new predicted value for a next voltage update event based on the updated predicted value for a previous laser discharge event, according to one embodiment.
반도체 포토리소그래피에 사용될 수 있는 레이저의 파장을 컨트롤하는 향상된 시스템 및 방법이 제공된다. 레이저 시스템 내의 프리즘을 어떻게 재위치조절할지 판단하기 전에 레이저 광 측정을 기다리는 것이 아니라, 본 향상된 시스템 방법은 알고 있는 디스터번스 행동 및 프리즘의 동작 특성의 모델을 사용하여 레이저 시스템 내의 프리즘의 다음 위치를 주기적으로 예측한다. 이러한 예측의 주기는 전형적으로 레이저 방전 이벤트의 주기보다 더 빨라서, 예측 사이의 인터벌은 전형적으로 레이저 방전 이벤트 사이의 인터벌보다 짧다. 이는 프리즘을 재위치조절하기 전에 레이저 광 측정값을 수신해야 하는 종래기술의 의존성을 제거한다. 레이저 출력 파장의 측정값은 여전히 레이저 방전 이벤트가 발생할 때 획득되고, 프리즘 위치 예측값을 갱신하거나 향상시키기 위해 사용된다. 갱신되든 갱신되지 않든, 예측된 프리즘 위치는 프리즘 위치를 컨트롤하는 PZT를 구동하기 위해 사용되는 컨트롤 신호를 계산하기 위해 사용된다. 이러한 방식으로, 예측은 주기적으로 이루어지고, 컨트롤 신호는 주기적으로 계산되고, 프리즘은 그에 따라 주기적으로 재위치조절된다. Improved systems and methods are provided for controlling the wavelength of a laser that can be used in semiconductor photolithography. Rather than waiting for laser light measurements before determining how to reposition the prism in the laser system, this improved system method uses known models of disturbance behavior and prismatic behavior to periodically determine the next position of the prism in the laser system. Predict. The period of this prediction is typically faster than the period of the laser discharge event, so that the interval between predictions is typically shorter than the interval between laser discharge events. This removes the prior art dependency of having to receive laser light measurements before repositioning the prism. The measurement of the laser output wavelength is still obtained when a laser discharge event occurs and used to update or improve the prism position prediction. Whether updated or not, the predicted prism position is used to calculate the control signal used to drive the PZT controlling the prism position. In this way, prediction is made periodically, control signals are calculated periodically, and the prism is repositioned periodically accordingly.
본 명세서에 서술된 향상된 레이저 컨트롤 시스템 및 방법은 "고속-이산/저속-이산 필터"로 생각될 수 있다. 프리즘 위치의 예측이 출력 파장 측정을 기다리지 않고 이루어지기 때문에, 예측은 레이저 방전 반복율 및 결과적인 출력 파장 측정(소위 "저속-이산")보다 더 빈번하게 이루어질 수 있다(소위 "고속-이산"). 결과적으로, 프리즘은 레이저 방전 이벤트보다 더욱 빈번하게 발생할 수 있는 시간의 불연속 포인트에서 재위치조절될 수 있다. 또한, 레이저 방전 이벤트가 발생할 때 예측이 이루어지는 것을 분리시키는 것은 프리즘 컨트롤을 갱신하는 빈도가 레이저 출력 파장을 측정하기 위해 걸리는 시간(도 2의 "LAM 지연")에 의해 더 이상 제한되지 않음을 의미한다. 이는 또한 레이저 측정값 및 결과적인 레이저 컨트롤 신호 애플리케이션 뒤에 하나의 펄스가 있는 것으로 인한 성능 저하를 줄일 수 있다. The improved laser control systems and methods described herein can be thought of as "fast-discrete / low-speed discrete filters". Since the prediction of the prism position is made without waiting for the output wavelength measurement, the prediction can be made more frequently than the laser discharge repetition rate and the resulting output wavelength measurement (so-called "low speed-discrete"). As a result, the prism can be repositioned at discrete points in time that can occur more frequently than laser discharge events. Also, separating the prediction made when a laser discharge event occurs means that the frequency of updating the prism control is no longer limited by the time it takes to measure the laser output wavelength (“LAM delay” in FIG. 2). . It can also reduce performance degradation due to one pulse behind the laser measurements and the resulting laser control signal application.
이제 도 3을 참조하면, 상기 시퀀스의 타이밍 다이어그램이 도시되어 있다. 주기적인 레이저 방전 이벤트는 시간 t0 및 t4에서 발생하는 것으로 표시되어 있고, 파장 측정 데이터는 시간 t2에서 사용가능하게 되는 것으로 표시되어 있다. 따라서, Tcontroller로 도시된 프리즘 컨트롤 신호 사이의 인터벌로, 시간 t1, t3, t5 및 t6에서 표시된 바와 같이 적용되는 새로운 프리즘 컨트롤 신호는 더욱 빈번하게 발생한다. 이러한 프리즘 컨트롤 신호는 컨트롤 신호 애플리케이션의 각각의 사이클 동안 이루어지는 새로운 프리즘 예측의 결과이다. 또한, 이러한 프리즘 예측은 파장 측정 데이터가 사용가능하게 되는 것을 기다리지 않고 이루어진다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이, 새로운 파장 측정 데이터가 사용가능할 때, 그것은 프리즘 위치 예측을 갱신하기 위해 사용된다. 도시된 바와 같이, 새로운 컨트롤 신호가 적용되는 빈도는 레이저 방전 이벤트의 빈도보다 더 빠르게 발생한다. 이러한 동작의 세부사항, 변형, 및 대안들은 본 명세서의 다른 부분에서 더 설명된다. Referring now to FIG. 3, there is shown a timing diagram of the sequence. Periodic laser discharge events are indicated as occurring at times t 0 and t 4 , and wavelength measurement data is indicated as being available at time t 2 . Thus, with the interval between the prism control signals shown as T controllers , new prism control signals applied as indicated at times t 1 , t 3 , t 5 and t 6 occur more frequently. This prism control signal is the result of new prism predictions made during each cycle of the control signal application. In addition, such prism prediction is made without waiting for the wavelength measurement data to become available. However, as mentioned above, when new wavelength measurement data is available, it is used to update the prism position prediction. As shown, the frequency at which the new control signal is applied occurs faster than the frequency of the laser discharge event. Details, modifications, and alternatives of this operation are further described elsewhere herein.
다시 도 1을 참조하면, 레이저 시스템(100)의 블록 다이어그램이 본 발명의 장치의 하나의 실시예를 설명하기 위해 사용될 것이다. Referring again to FIG. 1, a block diagram of the
컨트롤 컴퓨터(160)는 본 명세서의 다른 부분에 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 레이저 시스템(100)의 프리즘의 움직임의 모델을 사용하여 LNM(110) 내의 프리즘 위치의 주기적인 예측을 수행한다. 컨트롤 컴퓨터(160)는 LNM(110) 내의 프리즘에 인가될 바람직한 전압을 나타내는 PZT 구동 전자기기(150)로의 디지털 컨트롤 신호를 주기적으로 출력하기 위해 주기적인 프리즘 위치 예측값을 사용한다. PZT 구동 전자기기(150)의 DAC는 컨트롤 컴퓨터(160)의 디지털 신호를 아날로그 전압 신호를 변환하고, PZT 구동 전자기기(150)의 저역통과필터는 고주파수의 전기 잡음을 감소시키고, 아날로그 DAC 전압 신호를 증폭시킨다. 이러한 아날로그 전압 신호는 PZT 구동 전자기기(150)로부터 새로운 컨트롤 신호의 애플리케이션인 PZT(140)로 전달된다. 이러한 전압 갱신 이벤트는 LNM(110) 내의 프리즘을 재위치조절하고, 후속하여 다음 레이저 방전 이벤트에서 출력 커플러를 통해 MO 챔버(120)로부터의 광 출력의 파장의 변화를 일으킨다.The
앞서 설명한 바와 같이, 레이저 시스템(100) 내의 광원은 MO 챔버(120)이다. MO 챔버(120)가 방전할 때, 결과적인 광은 광이 프리즘(본 명세서의 다른 부분에 더 상세히 설명된 바와 같이, 실제로는 복수의 프리즘)을 통해 광 파장 선택기로서 역할하는 LMN(110) 내의 격자 상에 빛나는 라인 내로우잉 모듈(LNM)(110)로 들어간다. 변경된 파장의 레이저 광은 다시 MO 챔버(120)를 통해 레이저 광 출력을 MO 챔버(120)로부터 라인 센터 분석 모듈(LAM)(170)로 전달하는 출력 커플러로 진행한다. LAM(170)은 레이저 광의 파장을 측정하고, 그 측정값을 컨트롤 컴퓨터(160)에 전달한다. 컨트롤 컴퓨터(160)가 LAM(170)으로부터 레이저 광 출력 측정값을 수신한 때, 컨트롤 컴퓨터(160)는 본 명세서의 다른 부분에 더 상세하게 설명된 바와 같이, 예측된 프리즘 위치를 갱신하기 위해 그 측정값을 사용한다. As described above, the light source in the
이러한 프로세스는 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 후속한 프리즘 컨트롤 신호 애플리케이션/전압 신호 갱신 사이클 동안 주기적으로 반복된다. 또한, 도 3에서 시간 t2에 발생하는 새로운 파장 측정값이 사용하게 되면, 컨트롤 컴퓨터(160)는 새로 수신된 측정된 데이터를 사용하여 예측된 프리즘 위치를 갱신할 것이다.This process is repeated periodically during the subsequent prism control signal application / voltage signal update cycle, as shown, for example, in FIG. In addition, when the new wavelength measurement occurring at time t 2 in FIG. 3 is used,
앞서 언급한 바와 같이, 컨트롤 컴퓨터(160)는 레이저 시스템(100) 내의 프리즘의 동작 모델을 사용하여 LNM(110) 내의 프리즘 위치의 주기적인 예측을 수행한다. 프리즘의 동작 모델은 레이저 시스템(100) 내의 프리즘의 물리적 동작의 다양한 특성에 대한 지식을 기초로 하고, 레이저 시스템(100) 내의 디스터번스 및 프리즘의 진동성 액션을 고려한다. 바람직한 실시예에서, 사용되는 모델은, 적분 형태로서, 아래와 같다. As mentioned above, the
(A) (A)
여기서, x(t+T)는 초기 상태 x(t)의 t초 앞의 예측된 상태이고, eAT는 선형 시스템에 대한 표준 상태 변환 매트릭스이고, B는 표준 입력 매트릭스이다. Where x (t + T) is the predicted state t seconds before the initial state x (t), e AT is the standard state transformation matrix for the linear system, and B is the standard input matrix.
상기 식(A)은 그러므로, 과거 이벤트의 예측 또는 상태를 기초로 미래의 이벤트에 대한 예측을 수행한다. 예를 들어, 다시 도 3을 참조하면, 식(A)은 시간 T5에 대하여 이전에 이루어진 예측을 기초로 시간 t6에 대한 프리즘 위치 예측을 수행하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 식(A)에서 T=t6-t5인 경우이다. 초기 조건은 최초 예측을 위해 가정됨을 이해해야 한다(예컨대, 레이저 부팅시 초기 조건은 사전 결정된 상수이고, 레이저 펄스의 시퀀스의 시작시 초기 조건은 이전 레이저 펄스 시퀀스의 끝에서부터의 마지막 상태와 설정점 변경과 같은 임의의 버스트 사이의(interburst) 오퍼레이션의 합이다).Equation (A) thus makes predictions for future events based on the prediction or status of past events. For example, referring again to FIG. 3, equation (A) may be used to perform prism position prediction for time t 6 based on a prediction previously made for time T 5 , which is expressed in equation (A). T = t 6 -t 5 . It should be understood that the initial condition is assumed for the initial prediction (e.g., the initial condition at laser boot is a predetermined constant, and the initial condition at the start of the sequence of laser pulses is the last state and setpoint change from the end of the previous laser pulse sequence and Equal to the sum of operations between any burst).
또한, 상기 식이 레이저 시스템(100) 내의 파장의 디스터번스를 고려함을 이해해야 한다. 예를 들어, 버스트 트렌전트(transient), 및 정상 상태(steady-state) 디스터번스는 원치않는 레이저 광 파장 변화를 일으킨다. 시동 버스트 트렌전트(beginning-of-burst transients)는 전형적으로 측정된 파장에서 볼 수 있는데, 이는 레이저 챔버 어쿠스틱의 함수이고, 더욱 문제를 복잡하게 하는 레이저 방전 속도의 변화로 알려져 있는 충격파에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 이러한 시동 버스트 트렌전트는 랜덤 워크 프로세스로 모델링된다. 정상 상태 디스터번스는 파장 신호에서 정현파로 나타나고, 그렇게 모델링된다. 이러한 정현파 정상 상태 디스터번스는 레이저 시스템(100) 내의 다른 진동 소스 중 특히 팬에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 이러한 디스터번스 및 레이저 시스템(100) 내에서 식별되는 임의의 다른 디스터번스는 모두 프리즘 위치 예측을 위해 사용되는 모델에서 고려될 수 있다. It should also be understood that the equation takes into account the disturbance of the wavelength within the
앞서 언급하고 본 명세서의 다른 부분에 더 상세히 설명된 바와 같이, 프리즘 위치 예측값은 새로운 레이저 광 측정값이 수신된 때 갱신된다. 프리즘 위치 예측값의 갱신은 아래의 식을 통해 수행된다. As mentioned above and described in more detail elsewhere herein, the prism position prediction value is updated when a new laser light measurement is received. The updating of the prism position prediction value is performed by the following equation.
(B) (B)
상기 식에서,Where
- k는 레이저 방전 이벤트를 인덱싱한다.k indexes the laser discharge event.
- I는 적절한 크기의 식별 매트릭스이다(n행×n열, 여기서 n은 상태 백터 x내의 항의 개수이다). I is an identity matrix of appropriate size (n rows x n columns, where n is the number of terms in the state vector x).
- Lk는 "새로운 데이터를 신뢰하는 것과 이전 예측값을 믿는 것" 사이의 트레이드오프를 캡처하는 이득 매트릭스이다. L k is a gain matrix that captures the tradeoff between "trusting new data with trusting previous predictions".
- Ck는 예측된 상태로부터 예측된 출력으로의 표준 맵핑이다. 예컨대, y=Cx.C k is the standard mapping from the predicted state to the predicted output. For example, y = C x .
- x(k|k)는 인덱스 k에서 가장 마지막 데이터가 주어진 때 갱신된 예측값이다.x (k | k) is the predicted value updated when the last data at index k is given.
-x(k|k-l)은 이전 레이저 방전 이벤트, k-1로부터의 데이터가 주어진 때 레이저 방전 인덱스 k에서의 상태의 "올드(old)" 예측값이다. -x (k | k-1) is the "old" prediction of the state at the laser discharge index k given the data from the previous laser discharge event, k-1.
그러므로, 상기 식 (B)는 본 명세서의 다른 부분에 더 자세하게 설명된 바와 같이 이전에 만들어진 예측값을 갱신한다. Therefore, Equation (B) updates the previously made prediction as described in more detail elsewhere herein.
이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예의 플로우차트가 도시되어 있다. 도면에서, 본 방법이 3개의 섹션으로 논리적으로 분할되어 있음을 알 수 있지만, 서술된 기능이 대안의 구성으로 구현될 수도 있음을 이해해야 한다. 측정값 갱신 섹션(401)은 새로운 레이저 광 측정값을 수신한 때 발생하는 갱신 오퍼레이션에 관한 것이다. 계산 컨트롤 섹션(402)은 프리즘 위치 예측값을 사용하여 새로운 컨트롤 신호를 계산할 때 발생하는 오퍼레이션에 관한 것이다. 시간 갱신 섹션(403)은 주로 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 만들기 위해 발생하는 오퍼레이션에 관한 것이다. 이들 각각은, 하나의 실시예의 환경에서, 지금부터 더욱 상세하게 설명될 것이다. Referring now to FIG. 4, a flowchart of one embodiment of the present invention is shown. In the figures, it can be seen that the method is logically divided into three sections, but it is to be understood that the described functionality may be implemented in alternative configurations. The
예컨대, 도 1의 컨트롤 컴퓨터(160) 상에서 실행하는 본 프로세스는, 본 프로세스가 예컨대, 컨트롤 컴퓨터(160) 내의 타이머에 의해 주기적으로 시작될 때, 측정 갱신 섹션(401)에서 시작한다. For example, the present process running on the
새로운 파장 측정값이 판단 블록(405)에서 사용가능하지 않다면, 본 프로세스는 측정값 갱신 섹션(401)을 벗어나 계산 컨트롤 섹션(402)으로 진입한다. 계산 컨트롤 섹션(402)에서, 이전에 만들어진 새로운 프리즘 위치 예측값이 LNM(110) 내의 거친(coarse) 파장 프리즘에 대한 값을 계산하기 위해 단계(430)에서 사용된다. 주지된 바와 같이, LNM(110)의 전형적인 구성은 하나 이상의 프리즘을 포함하는데, 하나는 그 중간범위의 전압 부근으로 PZT를 유지하기 위해 사용되는 거친 파장 프리즘이고, 다른 프리즘은 미세 파장 컨트롤을 위해 사용되는 본 명세서에서 일반적으로 프리즘이라 불리는 프리즘이다. 도 4에 도시되지는 않았지만, 거친 파장 컨트롤 프리즘에 대한 새로운 값은 전자기기를 적절하게 구동하기 위해 컨트롤 컴퓨터(160)로부터 출력된다. If a new wavelength measurement is not available at
단계(435)에서, 이전에 만들어진 다음 프리즘 위치 예측값은 델타 PZT 전압을 계산하기 위해 사용된다. PZT 전압의 델타 또는 변화는 아래의 식에 따라 계산된다. In
(C) (C)
- m은 컨트롤 이벤트(즉, 전압 갱신 이벤트)를 인덱싱한다. m indexes the control event (ie voltage update event).
- τc는 컨트롤러 샘플 주기이고, 그러므로 (도래하는) 전압 갱신 시간에서 x(mτc) 상태를 만든다. τ c is the controller sample period, thus creating an x (mτ c) state at the (arriving) voltage update time.
- k는 컨트롤 에너지 및 파장 성능의 가중치 적용된 합을 최소화하기 위해 계산되는 상태 피드백 매트릭스이다. k is a state feedback matrix calculated to minimize the weighted sum of control energy and wavelength performance.
그 다음, 이러한 델타 PZT 전압은 새로운 PZT 컨트롤 신호를 계산하기 위해 단계(440)에서 사용된다. 새로운 PZT 컨트롤 신호는 아래의 식에 따라 계산된다. This delta PZT voltage is then used in
(D) (D)
- V((m - l)τc)는 이전 갱신으로부터의 PZT 컨트롤 신호이다.V ((m−l) τc) is the PZT control signal from the previous update.
- △u(mτc)는 식(C)의 결과이다. Δu (mτc) is the result of equation (C).
- V(mτc)는 새로운 PZT 컨트롤 신호이다. V (mτc) is the new PZT control signal.
문맥이 분명한 경우에, V(mτc)와 같은 신호는 간결함을 위해 Vm으로 표시될 것임을 이해해야 한다. If the context is clear, it should be understood that a signal such as V (mτc) will be denoted V m for brevity.
도 4에 도시되지는 않았지만, PZT 컨트롤 신호는, 예컨대, 프리즘에 적용되기 위해 도 1의 PZT 구동 전자기기(150)로 출력된다. Although not shown in FIG. 4, the PZT control signal is output to, for example, the
본 프로세스는 계산 컨트롤 섹션(402)을 빠져나와, 도 5를 참조하여 설명했듯이, 후속 전압 갱신 이벤트(프리즘에 새로운 컨트롤 신호의 후속 적용) 전에 레이저가 다시 방전할 것인지 단계(445)에서 판정되는 시간 갱신 섹션(403)으로 진입함으로써 계속된다. The process exits the
도 5에서 알 수 있듯이, 도면에 Vm -i Vm 및 Vm +i로 표시된 새로운 컨트롤 신호는 주기적으로 적용될 것이다. 그러나, 현재의 프로세스는 시간 Cm에서 시작하는 것으로 표시되어 있고, 후속 전압 갱신 이벤트 전에 레이저가 방전할 것인지 고려하기 위해 2가지 시나리오가 존재한다. As can be seen in FIG. 5, new control signals, denoted by V m -i V m and V m + i , will be applied periodically. However, the current process is marked as starting at time C m , and there are two scenarios to consider whether the laser will discharge before a subsequent voltage update event.
이러한 두 시나리오를 설명하기 전에, 본 프로세스에서의 이러한 시간 포인트, 즉, Cm에서, 후속 전압 갱신 이벤트는 새로운 컨트롤 신호 Vm의 애플리케이션인 다음 전압 갱신 이벤트가 아니라 새로운 컨트롤 신호 Vm +i의 애플리케이션임을 이해해야 한다. 다음 전압 갱신 이벤트와 후속 전압 갱신 이벤트 간의 이러한 차이는 주기적인 프로세스가 그 사이클 내에 있는 하나의 함수로 간략화된다. 이와 마찬가지로, 후속 전압 갱신 이벤트는 다음 사이클의 다음 전압 갱신 이벤트가 된다.Before describing these two scenarios, the process this time point at, i.e., from C m, the subsequent voltage update event is not the application of the next voltage update event of the new control signal V m a new control signal V m + i of the application Should be understood. This difference between the next voltage update event and the subsequent voltage update event is simplified as a function in which the periodic process is within that cycle. Likewise, the subsequent voltage update event becomes the next voltage update event of the next cycle.
이미 언급한 바와 같이, 시간 Cm에서의 포인트에서, 레이저가 후속 전압 갱신 이벤트 전에 방전하는 2가지 시나리오가 존재한다. 제1 시나리오는 MO 챔버(120)가 다시 방전하기 위해, 도면에서 시간 Tk +i에서의 포인트에 묘사된 바와 같이, 레이저 시스템이 스테퍼-스캐너 시스템으로부터 트리거 신호를 이미 수신한 때이다. 이러한 수신된 트리거 신호는 그 다음 레이저 방전 이벤트가 (본 예에서) 후속 전압 갱신 이벤트 Vm +i전에 발생할 것인지 판단하기 위해, 도면에서 LFk +i로 도시된, 결과적인 레이저 방전 이벤트의 시간을 추정하기 위해 알고 있는 레이저 트리거 지연(즉, 스캐너 트리거 신호와 후속 광 발생 사이의 알고 있는 래그(lag))과 결합하여 사용될 수 있다.As already mentioned, there are two scenarios where the laser discharges before a subsequent voltage update event at the point at time C m . The first scenario is when the laser system has already received a trigger signal from the stepper-scanner system, as depicted at the point in time T k + i in the figure, for the
제2 시나리오는 레이저가 현재 시간 Cm 이후인, 도면의 시간 Tk +1에서 더 늦은 포인트에서 수신되는 트리거에 의해 묘사되는, 스테퍼-스캐너 시스템으로부터의 트리거 신호를 아직 수신하지 못한 때이다. 아직 트리거 신호를 수신하지 않았다면, 본 프로세스는 그 대신 하나 이상의 이전에 수신된 주기적인 트리거 신호 및 알고 있는 트리거 지연 및 Vm +i 주지된 트리거 지연을 기초로, 도면에 LF'k +i로 도시된, 레이저 방전 이벤트를 추정한다. 그 다음, 본 프로세스는 이러한 추정된 레이저 방전 이벤트 LF'k +i가 (본 예에서) 후속 전압 갱신 이벤트 Vm +i 전에 발생할 것인지 여부를 판정한다.The second scenario is when the laser has not yet received a trigger signal from the stepper-scanner system, which is depicted by a trigger received at a later point in time T k +1 in the figure, which is after the current time C m . If you have not yet received the trigger signal, the present process is that instead of a periodic trigger signal and a known trigger delay, and V m + i to a not based on the trigger delay, the drawing shown as LF 'k + i, which receives one or more previous , Estimate the laser discharge event. The process then determines whether this estimated laser discharge event LF ' k + i will occur (in this example) before the subsequent voltage update event V m + i .
본 프로세스는 이제, 2가지 가능한 시나리오 하에서, 레이저가 후속 전압 갱신 이벤트 Vm +i 이전에 방전할 것인지 여부를 판정한다.The process now determines whether, under two possible scenarios, the laser will discharge before the next voltage update event V m + i .
다시 도 4를 참조하면, 판단 블록(445)의 결과가 레이저가 후속 전압 갱신 이벤트 이전에 방전하지 않는 것이라면, 단계(455)에서, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 프리즘 위치 예측이 이루어진다. Referring again to FIG. 4, if the result of
단계(455)에서 수행되는, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 프리즘 위치 예측값을 만드는 것은 지금부터 도 6을 참조하여 설명된다. 앞서와 같이, 본 프로세스는 현재 시간 Cm에 있다. 도면에 화살표로 표시된 바와 같이, Vm +i로 지정된 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어지고, 이러한 예측은 Vm으로 지정된 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 이전에 만들어진 예측값을 기초로 한다. 바람직한 실시예에서, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측은 본 명세서의 다른 부분에 서술된 식(A)을 사용하여 이루어진다. Creating a prism position prediction value for a subsequent voltage update event, performed at
다시 도 4를 참조하면, 본 프로세스는 그 다음 시간 갱신 섹션(403)에서 하나의 사이클의 오퍼레이션을 종료한다. Referring again to FIG. 4, the process then ends the operation of one cycle in the
지금 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어지고, 판단 블록(405)의 시퀀스가 단계(430, 435, 및 440)에서 새로운 컨트롤 신호를 계산함으로써 사용가능하게 된 새로운 측정값이 없음을 판정하고, 판단 블록(445)이 다른 후속 전압 갱신 이벤트 전에 레이저가 방전하지 않을 것임을 판정하는 것은 도 3의 타이밍 다이어그램에 묘사된 바와 같이, 시간상 불연속적인 포인트에서 주기적인 예측 및 프리즘의 재위치조절을 야기함을 이해해야 한다. Predictions are now made for subsequent voltage update events, and the sequence of
판단 블록(445)으로 되돌아가서, 그 대신 후속 전압 갱신 이벤트 전에 레이저가 방전할 것으로 판정되면, 단계(450)에서, 다음 레이저 방전 이벤트에 대한 프리즘 위치 예측이 이루어진다. Returning to decision block 445 and if it is determined instead that the laser will discharge before a subsequent voltage update event, in
단계(450)에서 수행되는, 다음 레이저 방전 이벤트에 대한 프리즘 위치를 예측하는 것은 지금부터 도 7을 참조하여 설명된다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 프로세스는 현재 시간 Cm에 있다. 또한, 본 예에서, 그리고 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 레이저가 다음 전압 컨트롤 갱신 Vm 이후, 그리고 후속 전압 컨트롤 갱신 Vm +i 이전인 LFk +i에서 방전할 것임을 이제 알 수 있다. 본 프로세스는 현재 도면의 예측 화살표에 의해 표시된 바와 같이, 전압 갱신 이벤트 Vm에 대하여 이전에 만들어진 예측값을 기초로, LFk +i에서의 레이저 방전 이벤트에 대한 프리즘 위치 예측을 수행한다. 바람직한 실시예에서, LFk +i에서의 레이저 방전 이벤트에 대한 이러한 예측은 본 명세서의 다른 부분에 설명된 식(A)을 사용하여 이루어진다.Predicting the prism position for the next laser discharge event, performed at 450, is now described with reference to FIG. 7. As described above, the process is at the current time C m . Further, in this example, and as described with reference to FIG. 5, it can now be seen that the laser will discharge at LF k + i after the next voltage control update V m and before the subsequent voltage control update V m + i . The process performs prism position prediction for the laser discharge event at LF k + i based on the previously made prediction value for voltage update event V m , as indicated by the prediction arrow in the current figure. In a preferred embodiment, this prediction for the laser discharge event at LF k + i is made using equation (A) described elsewhere herein.
다시 도 4를 참조하면, 본 프로세스는 앞서 설명한 바와 같이, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 프리즘 위치 예측이 이루어지는 단계(455)로 진행한다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 본 프로세스는 시간 갱신 섹션(403)에서 하나의 사이클의 오퍼레이션을 종료한다. Referring back to FIG. 4, the process proceeds to step 455 where a prism position prediction is made for subsequent voltage update events, as described above. And, as described above, the process ends one cycle of operations in the
판단 블록(405), 및 측정값 갱신 섹션(401)에서 주기적으로 시작하는 프로세스의 시작을 다시 참조하면, 새로운 레이저 출력 측정값이 수신되어 사용가능하다면, 본 프로세스는 새로운 측정값을 사용하여, 이전 예측값 및/또는 새로운 예측값에 대한 하나 이상의 갱신을 수행함으로써 측정값 갱신 섹션(401) 내에서 계속되며, 이는 아래에 더 설명된다. Referring again to the
판단 블록(410)에서, 레이저가 새로운 출력 측정값이 수신된 마지막 시간 이후에 다시 방전하지 않았다고 판정되면, 프로세스는 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값이 새로운 측정값으로 갱신되는 단계(420)로 계속된다. In
단계(420)에서 수행되는, 새로운 측정값으로 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 갱신하는 것은 지금부터 도 8을 참조하여 설명된다. 앞서와 같이, 본 프로세스는 현재 시간 Cm에 있고, 현재 레이저 방전 이벤트 LFk에 대한 레이저 출력 측정값이 (도시되지 않은) 후속 전압 컨트롤 이벤트 Vm +i에 대한 예측이 이루어지기 전에 사용가능하게 된다. 본 프로세스는 새로 사용가능한 레이저 출력 측정값을 사용하여 그 전압 갱신 이벤트에 대한 이전에 만들어진 예측값을 갱신하기 위해 다음 컨트롤 신호 Vm가 적용되기 전에 남는 시간을 사용한다. 이러한 방식으로, 레이저 방전 이벤트 LFk로부터 새로 사용가능한 레이저 출력 측정값은 새로운 컨트롤 신호 애플리케이션 Vm에 대하여 이전에 만들어진 예측값을 갱신하기 위해 사용된다. 바람직한 실시예에서, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 갱신하는 것은 본 명세서의 다른 부분에 설명된 식(B)을 사용하여 이루어진다. Updating the predicted value for the next voltage update event with the new measured value, performed at
다시 도 4를 참조하면, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 미리 만들어진 프리즘 예측값이 지금 갱신되면, 본 프로세스는, 앞서 서술한 바와 같이, 측정값 갱신 섹션(401)을 떠나고 거친 파장 프리즘 신호(430) 등으로 시작하는 계산 컨트롤 섹션(402)으로 진입함으로써 계속된다. 그러나, 현재 계산 단계(430, 435, 및 440)는 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 갱신된 예측값을 사용하므로, 새로 수신된 레이저 출력 파장 측정 데이터로부터 이득을 얻는다.Referring back to FIG. 4, if the pre-made prism prediction value for the next voltage update event is now updated, the process leaves the measured
대안으로서, 측정값 갱신 섹션(401)의 판단 블록(410)을 다시 참조하면, 레이저가 새로운 레이저 출력 측정값이 수신된 마지막 시간 이후 다시 방전하였다고 판정되면, 본 프로세스는 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값이 새로운 측정값으로 갱신되는 단계(415), 및 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 새로운 예측이 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 갱신된 예측값을 기초로 이루어지는 단계(425)를 계속하고, 이는 아래에 더 설명될 것이다. Alternatively, referring back to decision block 410 of
단계(415)에서 수행되는 것과 같이, 새로운 측정값으로 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값을 갱신하는 것은 도 9를 참조하여 지금부터 설명된다. 앞서와 같이, 본 프로세스는 현재 시간 Cm에 있고, 레이저 방전 이벤트 LFk로부터의 레이저 출력 측정값이 현재 사용가능하게 된다. 본 프로세스는 레이저 방전 이벤트 LFk로부터의 새로운 레이저 출력 측정값을 사용하여 (이전 프로세스 사이클에서, 본 명세서의 다른 부분에 설명된 바와 같이, 단계(450)에서 수행되는) 레이저 방전 이벤트 LFk +i에 대한 미리 만들어진 예측값을 갱신한다. 바람직한 실시예에서, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값을 갱신하는 것은 본 명세서의 다른 부분에 서술된 식(B)을 사용하여 이루어진다. As performed in
단계(420)에서 수행되는 것과 같이, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 갱신된 예측값을 기초로 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 새로운 예측값을 만드는 것은, 도 9를 참조하여 지금 설명된다. 앞서 서술한 바와 같이, 본 프로세스는 현재 시간 Cm에 있다. 단계(415)로부터의 이전 레이저 방전 이벤트 LFk +1에 대한 갱신된 예측값은 예측 화살표에 의해 표시된 바와 같이, 새로운 컨트롤 신호 Vm이 인가되는 것으로 도면에 도시된 다음 전압 갱신 이벤트에 대하여 예측하기 위해 사용된다. 바람직한 실시예에서, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 갱신된 예측값을 기초로 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 새로운 예측값을 만드는 것은 본 명세서의 다른 부분에 서술된 식(A)을 사용하여 이루어진다. As performed in
다시 도 4를 참조하면, 지금 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 새로운 예측이 이루어지면, 프로세스는, 본 명세서의 다른 부분에 서술된 바와 같이, 측정값 갱신 섹션(401)을 떠나 거친 파장 프리즘 신호(430) 등과 함께 시작하는 계산 컨트롤 섹션(402)으로 진입함으로써 계속된다. 그러나, 지금 계산 단계(430, 435 및 440)는 다음 전압 갱신 이벤트에 대하여 새로 생성된 예측값을 사용하므로, 새로 수신된 출력 파장 측정 데이터 및 새로운 레이저 방전 이벤트의 알고 있는 타이밍으로부터 이득을 얻는다. Referring again to FIG. 4, if a new prediction is now made for the next voltage update event, the process leaves the measured
마지막으로, 프로세스 사이클은 본 명세서의 다른 부분에 서술된 바와 같이, 후속 전압 갱신 이벤트에 대하여 예측하기 위해 시간 갱신 섹션(403) 내에서 적절한 오퍼레이션을 수행함으로써 완료된다. Finally, the process cycle is completed by performing appropriate operations within the
이해를 돕기 위해 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 반영하는 다양한 상이한 시퀀스의 프로세싱 단계들이 설명된다. Various different sequences of processing steps are described to reflect various scenarios that may occur to aid understanding.
제1의 가능한 시퀀스로서, 컨트롤 신호가 계산되고 출력되고, 후속 전압 이벤트에 대한 예측값이 생성된다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 존재하지 않고, 레이저가 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전하지 않을 경우에 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(430, 435, 440 및 455)를 포함한다.As a first possible sequence, a control signal is calculated and output, and a prediction value for subsequent voltage events is generated. This scenario occurs when there is no new laser output wavelength measurement and the laser does not discharge before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 430, 435, 440, and 455.
제2의 가능한 시퀀스로서, 컨트롤 신호가 계산되고 출력되고, 다음 레이저 방전 이벤트에 대한 예측이 이루어지고, 후속 전압 이벤트에 대한 예측값이 생성된다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 존재하지 않고, 레이저가 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전할 경우에 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(430, 435, 440, 450 및 455)를 포함한다. As a second possible sequence, a control signal is calculated and output, a prediction is made for the next laser discharge event, and a prediction value is generated for the subsequent voltage event. This scenario occurs when there is no new laser output wavelength measurement and the laser discharges before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 430, 435, 440, 450 and 455.
제3의 가능한 시퀀스로서, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값이 갱신되고, 컨트롤 신호는 갱신된 다음 전압 갱신 이벤트를 기초로 계산되고, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어진다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 사용가능하게 된 때, 레이저가 새로운 측정값을 마지막 수신한 후 다시 방전하지 않았고, 레이저가 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전하지 않을 경우에 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(420, 430, 435, 440 및 455)를 포함한다. As a third possible sequence, the predicted value for the next voltage update event is updated, the control signal is calculated based on the updated next voltage update event, and the prediction for the next voltage update event is made. This scenario occurs when the new laser output wavelength measurement becomes available, the laser did not discharge again after the last reception of the new measurement and the laser did not discharge before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 420, 430, 435, 440, and 455.
제4의 가능한 시퀀스로서, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값이 갱신되고, 컨트롤 신호는 갱신된 다음 전압 갱신 이벤트를 기초로 계산되고, 다음 레이저 방전 이벤트에 대한 예측이 이루어지고, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어진다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 사용가능하게 된 때, 레이저가 새로운 측정값을 마지막 수신한 후 다시 방전하지 않았고, 레이저가 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전할 경우에 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(420, 430, 435, 440, 450 및 455)를 포함한다. As a fourth possible sequence, the predicted value for the next voltage update event is updated, the control signal is calculated based on the updated next voltage update event, a prediction is made for the next laser discharge event, and for a subsequent voltage update event. Predictions are made. This scenario occurs when the new laser output wavelength measurement becomes available, the laser did not discharge again after the last reception of the new measurement and the laser discharged before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 420, 430, 435, 440, 450 and 455.
제5의 가능한 시퀀스로서, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값이 갱신되고, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 갱신된 이전 레이저 방전 이벤트를 기초로 이루어지고, 컨트롤 신호는 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 기초로 계산되고, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어진다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 사용가능하게 된 때, 레이저가 새로운 측정값을 마지막 수신한 후 다시 방전하였고, 레이저는 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전하지 않을 경우에 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(415, 425, 430, 435, 440 및 455)를 포함한다. As a fifth possible sequence, the prediction value for the previous laser discharge event is updated, and the prediction for the next voltage update event is based on the updated laser discharge event, and the control signal is based on the prediction value for the next voltage update event. And a prediction is made for subsequent voltage update events. This scenario occurs when a new laser output wavelength measurement becomes available, the laser discharges again after the last reception of the new measurement and the laser does not discharge before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 415, 425, 430, 435, 440, and 455.
제6의 가능한 시퀀스로서, 이전 레이저 방전 이벤트에 대한 예측값이 갱신되고, 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 갱신된 이전 레이저 방전 이벤트를 기초로 이루어지고, 컨트롤 신호는 다음 전압 갱신 이벤트에 대한 예측값을 기초로 계산되고, 다음 레이저 방전 이벤트에 대한 예측이 이루어지고, 후속 전압 갱신 이벤트에 대한 예측이 이루어진다. 이러한 시나리오는 새로운 레이저 출력 파장 측정값이 사용가능하게 된 때, 레이저가 새로운 측정값을 마지막 수신한 이후 다시 방전하지 않았고, 레이저가 다음 전압 갱신 이벤트 전에 방전할 것일 때 발생한다. 이러한 시퀀스는 프로세싱 단계(415, 425, 430, 435, 440, 450 및 455)를 포함한다. As a sixth possible sequence, the prediction value for the previous laser discharge event is updated, the prediction for the next voltage update event is based on the updated laser discharge event, and the control signal is based on the prediction value for the next voltage update event. Is calculated, a prediction is made for the next laser discharge event, and a prediction is made for a subsequent voltage update event. This scenario occurs when a new laser output wavelength measurement becomes available, the laser has not discharged again since the last reception of the new measurement, and the laser will discharge before the next voltage update event. This sequence includes processing steps 415, 425, 430, 435, 440, 450 and 455.
본 명세서에 서술된 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것이다. 본 발명의 이러한 실시예들은 도면을 참조하여 서술되어 있으며, 서술된 방법 및/또는 특정한 구조의 다양한 수정 및 변형이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 교시에 따르는 모든 이러한 수정, 조절, 또는 변형, 및 이러한 교시를 통해 진보된 기술은 본 발명의 정신 및 범위 내에 속하는 것으로 간주된다. 그러므로, 본 설명 및 도면은 제한의 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명이 어떤 방법으로든 서술된 실시예만으로 한정되지 않음을 이해해야 한다.The embodiments described herein are for the purpose of illustrating the invention. These embodiments of the present invention are described with reference to the drawings, and various modifications and variations of the described method and / or specific structure may be made by those skilled in the art. All such modifications, adjustments, or variations, and techniques advanced through such teachings, in accordance with the teachings of the invention are considered to be within the spirit and scope of the invention. Therefore, it is to be understood that the description and drawings are not to be interpreted in a limiting sense, and that the invention is not limited to the embodiments described in any way.
하나의 가능한 대안으로서, 본 명세서에 서술된 향상된 레이저 컨트롤 방법 및 장치가 레이저 광의 파장 컨트롤에 대하여 본 명세서에 서술된 것과 유사한 방식으로 레이저 광의 대역폭 컨트롤을 위해 사용될 수도 있음을 이해해야 한다. As one possible alternative, it should be understood that the improved laser control methods and apparatus described herein may be used for bandwidth control of laser light in a manner similar to that described herein for wavelength control of laser light.
또한, 본 명세서에 서술된 본 발명의 정신 및 범위 내에서 대안의 시퀀스 및 수학식이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. It is also to be understood that alternative sequences and equations may be used within the spirit and scope of the invention described herein.
이와 마찬가지로, 컨트롤 컴퓨터(160)는 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 상주하거나 그로부터의 명령어를 상술된 오퍼레이션을 수행하기 위한 소프트웨어 명령어를 실행하는 퍼스널 컴퓨터, 서버, 또는 다른 프로세싱 시스템을 포함하여, 프로세서 및 메모리를 구비한 임의의 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 대안으로서, 컨트롤 컴퓨터(160)는 상술된 오퍼레이션을 수행하도록 특별하게 구성된, 펌웨어를 포함하거나 하지 않는, 주문형 반도체(ASIC) 또는 다른 하드와이어식 디바이스와 같은 임의의 전용 하드웨어일 수도 있다. Similarly,
Claims (15)
레이저 시스템 내에서 프리즘의 위치를 제1 불연속 인터벌에서 예측하는 단계;
상기 레이저 시스템 내의 마스터 오실레이터 챔버의 출력 파장의 측정값을 제2 불연속 인터벌로 수신하는 단계를 포함하고,
각각의 제1 불연속 인터벌 동안:
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면, 상기 프리즘의 상기 예측된 위치를 사용하여 상기 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계,
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면, 상기 출력 파장 측정값을 사용하여 상기 프리즘의 상기 예측된 위치를 갱신하고 상기 프리즘의 상기 갱신된 예측된 위치를 사용하여 상기 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 상기 컨트롤 컴퓨터 내에서 계산하는 단계, 및
상기 컨트롤 컴퓨터로부터 상기 계산된 컨트롤 전압을 상기 프리즘을 위치조절하기 위한 전자기기로 출력하는 단계를 포함하고,
제2 레귤러 인터벌은 제1 레귤러 인터벌보다 더 긴 것을 특징으로 하는 레이저 파장 컨트롤 방법.As a laser wavelength control method,
Predicting the position of the prism in the laser system at a first discrete interval;
Receiving a measurement of an output wavelength of a master oscillator chamber in the laser system at a second discrete interval,
During each first discrete interval:
If the output wavelength measurement has not been received during the first discontinuous interval, calculating a control voltage for the prism at the control computer using the predicted position of the prism;
If the output wavelength measurement was received during the first discontinuous interval, use the output wavelength measurement to update the predicted position of the prism and to control the prism using the updated predicted position of the prism. Calculating a voltage in the control computer, and
Outputting the calculated control voltage from the control computer to an electronic device for positioning the prism,
And wherein the second regular interval is longer than the first regular interval.
인 것을 특징으로 하는 레이저 파장 컨트롤 방법.The method of claim 2, wherein the model is in the form of an integral
Laser wavelength control method characterized by the above-mentioned.
을 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 파장 컨트롤 방법.The method of claim 1, wherein updating the predicted position of the prism using the output wavelength measurement is as follows:
Laser wavelength control method characterized in that for using.
레이저 시스템 내에서 프리즘의 위치를 제1 불연속 인터벌에서 예측하는 단계;
상기 레이저 시스템 내의 마스터 오실레이터 챔버의 출력 파장의 측정값을 제2 불연속 인터벌에서 수신하는 단계를 포함하고,
각각의 제1 불연속 인터벌 동안:
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면, 예측된 프리즘 위치를 사용하여 상기 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계,
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면,
상기 레이저가 상기 출력 파장 측정값을 수신한 이후 다시 방전하였을 때, 상기 출력 파장 측정값을 사용하여 이전 프리즘 위치 예측값을 갱신하는 단계, 상기 갱신된 이전 프리즘 위치 예측값을 기초로 새로운 프리즘 위치 예측값을 만드는 단계, 및 상기 새로운 프리즘 위치 예측값을 사용하여 상기 프리즘에 대한 상기 컨트롤 전압을 상기 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계, 및
상기 레이저가 상기 출력 파장 측정값을 수신한 이후 다시 방전하지 않았을 때, 상기 출력 파장 측정값을 사용하여 상기 프리즘의 상기 예측된 위치를 갱신하는 단계, 및 상기 갱신된 프리즘 위치 예측값을 사용하여 상기 프리즘에 대한 상기 컨트롤 전압을 상기 컨트롤 컴퓨터에서 계산하는 단계, 및
상기 컨트롤 컴퓨터로부터 상기 계산된 컨트롤 전압을 상기 프리즘을 위치조절하기 위한 전자기기로 출력하는 단계를 포함하고,
상기 제2 레귤러 인터벌은 상기 제1 레귤러 인터벌보다 더 긴 것을 특징으로 하는 레이저 파장 컨트롤 방법.As a laser wavelength control method,
Predicting the position of the prism in the laser system at a first discrete interval;
Receiving a measurement of an output wavelength of a master oscillator chamber in the laser system at a second discrete interval,
During each first discrete interval:
If the output wavelength measurement has not been received during the first discrete interval, calculating a control voltage for the prism at a control computer using a predicted prism position;
If the output wavelength measurement was received during the first discontinuous interval,
When the laser is discharged again after receiving the output wavelength measurement, updating a previous prism position prediction value using the output wavelength measurement value, creating a new prism position prediction value based on the updated previous prism position prediction value. Calculating at the control computer the control voltage for the prism using the new prism position prediction value, and
When the laser does not discharge again after receiving the output wavelength measurement, updating the predicted position of the prism using the output wavelength measurement, and using the updated prism position prediction value Calculating the control voltage with respect to the control computer, and
Outputting the calculated control voltage from the control computer to an electronic device for positioning the prism,
And wherein the second regular interval is longer than the first regular interval.
프리즘 동작 모델을 사용하여 프리즘의 위치를 제1 불연속 인터벌로 예측하는 단계;
상기 프리즘에 의해 컨트롤되는 마스터 오실레이터 챔버의 상기 출력 파장의 측정값을 제2 불연속 인터벌로 수신하는 단계를 포함하고,
각각 제1 불연속 인터벌 동안:
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되지 않았다면, 상기 프리즘의 상기 예측된 위치를 사용하여 상기 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 계산하는 단계,
상기 출력 파장 측정값이 상기 제1 불연속 인터벌 동안 수신되었다면, 상기 출력 파장 측정값을 사용하여 상기 프리즘의 상기 예측된 위치를 갱신하는 단계 및 상기 프리즘의 상기 갱신된 예측된 위치를 사용하여 상기 프리즘에 대한 컨트롤 전압을 계산하는 단계, 및
상기 계산된 컨트롤 전압을 상기 프리즘을 위치조절하기 위한 전자기기로 출력하는 단계를 포함하고,
상기 제1 레귤러 인터벌은 상기 제1 레귤러 인터벌보다 더 긴 것을 특징으로 하는 프리즘 컨트롤 방법.As a prism control method,
Predicting the position of the prism at a first discrete interval using a prism motion model;
Receiving a measurement of the output wavelength of a master oscillator chamber controlled by the prism at a second discontinuous interval,
During each first discrete interval:
If the output wavelength measurement has not been received during the first discontinuous interval, calculating a control voltage for the prism using the predicted position of the prism;
If the output wavelength measurement was received during the first discontinuous interval, updating the predicted position of the prism using the output wavelength measurement and using the updated predicted position of the prism to the prism. Calculating a control voltage for, and
Outputting the calculated control voltage to an electronic device for positioning the prism;
And wherein the first regular interval is longer than the first regular interval.
인 것을 특징으로 하는 프리즘 컨트롤 방법.13. The system of claim 12, wherein the model is in its integral form.
Prism control method characterized in that.
을 사용하는 것을 특징으로 하는 프리즘 컨트롤 방법.11. The method of claim 10, wherein updating the predicted position of the prism using the output wavelength measurement is:
Prism control method characterized in that using.
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